扰动观测器在惯导平台稳定回路中的应用方法

惯性技术的发展对惯导平台稳定回路稳定性、抗干扰性等性能的要求越来越高,但摩擦力矩以及其他各种干扰力矩对稳定回路性能的进一步提高产生了严重影响。为了有效克服这些干扰力矩对稳定回路性能的影响,在传统比例微分积分(PID)方法对稳定回路进行控制的基础上,提出了一种利用扰动观测器来抑制干扰力矩以提高稳定回路性能的方法。通过利用回路中力矩电流和角速度信息构成扰动观测器,对作用于平台系统的干扰力矩进行抑制。仿真结果表明,扰动观测器的引入没有影响原有PID控制稳定回路的动态性能,且能够对干扰进行有效的抑制,提高了稳定回路的稳定精度和抗干扰性。     

惯性稳定平台自适应分数阶参数寻优方法

稳定回路在惯性平台工作过程中起着重要的作用,其控制精度直接影响惯性器件在惯性平台系统中发挥的精度水平。传统稳定回路采用频域控制方法,存在建模不准确、抗干扰性能差、调节时间长等问题。为了提高惯性平台系统的精度和鲁棒性,采用分数阶PID控制器,并基于动态权重改进的粒子群算法对分数阶PID5个参数进行寻优。仿真试验以及半实物试验的结果表明,分数阶控制器较传统超前滞后控制器相比其稳定时间从58ms缩短至40ms,其稳态误差较传统超前滞后控制方法有明显的提高,并具有更好的动态性能、更强的鲁棒性以及抗干扰能力。     

基于RBF算法的前馈惯性稳定平台PID控制回路的设计

在数字惯性稳定平台系统中,由于无法实现前馈惯性稳定平台控制回路的全补偿条件,控制回路的稳定精度和跟踪能力仍提高有限.针对这一问题,采用以RBF单神经网络自动校正比例、微分、积分3个参数的算法来提高控制回路性能,研究结果表明:采用该算法的控制回路在跟踪能力上明显优于传统PID控制回路,该算法在阶跃响应时不仅超调量满意,而且上升时间与调节时间非常理想,跟踪误差小于千分之一,同时对于惯性稳定平台控制回路参数的摄动以及输出扭矩的干扰都有很强的自适应能力.     

扩展状态观测器在陀螺稳定平台中的应用仿真

为提高陀螺稳定平台速度稳定精度,提出基于扩展状态观测器的陀螺稳定平台速度稳定回路设计方法。通过扩展状态观测器,实时对系统综合扰动量进行观测并予以补偿,以提高陀螺稳定平台速度稳定精度及平滑度。系统仿真实验结果表明：该方法简单易行,可对系统扰动进行有效补偿,具有一定的实用性。     

基于RBF神经网络的控制器参数优化设计研究

以单输入单输出控制系统为研究对象,为快速完成控制器参数整定及优化,提升系统动态性能和稳态性能,提出了一种基于RBF(Radial Basis Function)神经网络的控制器参数优化方法。利用RBF神经网络的局部逼近能力和自学习能力,构造出控制系统辨识与控制器参数优化双网络结构,实现了对被控对象的在线辨识及增量式不完全微分PID控制器参数的在线迭代,快速完成控制器参数的整定,在保证系统动态特性的同时,大幅提升稳定精度。     

基于CMAC和PID算法的发动机导流叶片控制系统

针对某型发动机数字调节器导流叶片控制系统存在的延迟较大、稳定性差的问题,设计了一种小脑模型神经网路(CMAC)和PID复合控制算法.该方法对状态量进行浮点编码量化,控制系统初始阶段由PID算法控制,逐渐过渡到CMAC完全控制,能提高系统的响应速度并降低稳态误差.仿真结果表明该算法比单独的PID算法具有更好的控制效果.     

机载光电稳定平台的强鲁棒性滑模变结构控制

为使机载光电稳定平台系统在复杂环境下仍具有强鲁棒性,建立光电稳定平台数学模型.以两轴四框架光电吊舱为研究对象,通过分析噪声干扰及本身结构参数的变化对光电稳定平台的影响,提出基于干扰观测器(disturbance observer,DOB)的滑模控制器设计方案.理论推导和仿真结果表明:滑模变结构控制(sliding mode variable structure control,SMVSC)对干扰力矩和摄动完全适应,对系统结构参数变化和外界扰动具有良好的鲁棒性;比无干扰观测器的控制系统,拥有更高的稳定精度和更快的动态响应,能增强光电稳定平台的抗扰动能力.     

滑模变结构趋近律控制在电动缸位置伺服中的扰动抑制研究

为解决电动缸伺服控制中的扰动问题,给出了一般输出反馈系统的滑模变结构控制趋近律设计的通用方程,在理论上解决了抖振的问题;并提出一种基于新型变速类指数趋近律的滑模变结构控制与干扰观测器的复合控制方法。仿真结果表明,该方法比常规的PID或滑模变结构控制的位置伺服精度更高。     

高精度光电伺服稳定平台控制技术

为提高光电稳定平台的伺服控制性能,对高精度光电伺服稳定平台控制技术进行探讨。针对伺服稳定平台控制策略,从2轴2框架伺服稳定平台、2轴4框架伺服稳定平台、复合轴高精度伺服稳定平台3个方面的结构、组成、控制策略进行对比分析,并对各种伺服稳定平台在PID控制策略对相同扰动条件下的隔离基座扰动能力进行仿真计算,仿真结果表明,采用复合轴高精度伺服稳定平台可大幅提高伺服稳定平台的抗扰动能力,该研究可为从事伺服稳定控制研究人员提供借鉴。     

高精度光电伺服稳定平台控制技术

为提高光电稳定平台的伺服控制性能,对高精度光电伺服稳定平台控制技术进行探讨.针对伺服稳定平台控制策略,从2轴2框架伺服稳定平台、2轴4框架伺服稳定平台、复合轴高精度伺服稳定平台3个方面的结构、组成、控制策略进行对比分析,并对各种伺服稳定平台在PID控制策略对相同扰动条件下的隔离基座扰动能力进行仿真计算.仿真结果表明:采用复合轴高精度伺服稳定平台可大幅提高伺服稳定平台的抗扰动能力,为从事伺服稳定控制研究人员提供借鉴.     

基于干扰观测器的动力陀螺式导引头干扰力矩补偿

干扰力矩对导引头跟踪测量精度及导弹的制导精度有直接影响。为分析干扰力矩对动力陀螺式导引头跟踪精度的影响,建立了动力陀螺式导引头及框架摩擦干扰力矩和导线干扰力矩模型。为减小干扰力矩对导引头测量精度的影响,设计了实用的干扰观测器来对干扰力矩进行补偿。考虑了实际中导引头系统本身及干扰观测器采样保持时间不同的多速率采样问题。提出基于奈奎斯特稳定性理论的离散干扰观测器设计方法,消除了小增益定理设计方法的保守性。通过综合权衡系统稳定性、干扰力矩补偿及传感器噪声抑制能力,确定了干扰观测器采样保持时间及干扰观测器滤波时间常数。结合弹上及导引头量测信息,设计了干扰观测器所需信息的提取方式。数学仿真结果表明所设计的干扰观测器能有效地提高导引头的跟踪测量精度。     

基于粒子群优化的某车载火箭炮自抗扰控制

针对车载火箭炮行进间的PID 控制方法存在动态性能的限制,提出一种自抗控制器的设计。针对自抗扰 控制器(active disturbance rejection control,ADRC)模块中存在众多且不便确定的参数这一问题,利用粒子群优化算 法(particle swarm optimization,PSO)较强的寻优能力,对扩张状态观测器的参数进行优化,并优化控制系统。仿真 结果表明：基于该控制方法的伺服系统稳定性显著提升,提高行进间火炮的控制精度与动态性能。     

火箭炮两轴耦合位置伺服系统线性自抗扰控制

为了研究方位和俯仰两轴耦合作用下的火箭炮位置伺服系统控制性能,以含有速度闭环的实际系统为对象建立了火箭炮两轴耦合位置伺服系统数学模型。通过频域分析分别提出了方位和俯仰系统的2阶近似模型,设计了两轴系统的线性扩张状态观测器和自抗扰控制器,对系统未建模干扰进行估计并实时补偿。仿真结果表明：该观测器能较好地估计系统总扰动,所设计的控制器有效抑制了两轴负载力矩耦合效应对系统的影响并补偿了火箭炮发射时燃气流冲击力矩强干扰;在伺服跟踪和发射条件下采用所提出的控制方法充分抑制了耦合系统发射平台振动,保证后续射弹精度,性能指标明显优于PID控制。     

基于干扰观测器与模糊前馈补偿的随动系统PID控制策略

针对随动系统在非线性随机力矩干扰时输出信号易畸变的现象,提出一种基于干扰观测器与模糊前馈补偿的随动系统PID控制策略。在随动系统"三闭环"结构模型的基础上,合理设计干扰观测器与模糊前馈补偿器,对干扰力矩的不确定性误差进行补偿,经仿真试验与结果分析,与传统模糊PID控制策略相比,所提策略能更好地补偿随动系统在非线性随机力矩干扰下的不确定性误差,削弱模糊PID控制的抖振,使系统具有良好的跟踪性能与鲁棒性。     

基于WNN-ADRC 的高炮交流伺服系统控制

为解决高炮交流伺服系统控制中外界扰动及非线性特性的问题,提出一种基于小波神经网络的改进型自 抗扰控制器(WNN-ADRC)。利用LM(levenberg-marquardt)算法优化小波神经网络,采用优化后的小波神经网络对 扩张状态观测器的误差校正增益系数进行在线整定,设计基于小波神经网络的自抗扰控制器,以实现对非线性特性 的准确估计并予以补偿,并通过仿真实验进行验证。仿真结果证明：该控制策略使系统具有较好的稳态性能,抗干 扰能力强。     

速率稳定滚仰式导引头跟踪回路自抗扰控制器设计与仿真

构建了一种速率稳定滚仰式导引头的双通道数学模型。对稳定回路采用速率陀螺反馈控制;对位置跟踪回路分别采用PID控制与自抗扰控制理论设计了控制器。通过仿真计算研究了控制器的动态性能、跟踪精度以及对外界干扰的鲁棒性。仿真结果表明:滚转通道对方波输入具有超调,而俯仰通道没有超调;自抗扰控制相比PI控制具有无超调、更快的上升时间和抗外界干扰能力;自抗扰控制器隔离度大约为PI控制器的1/30。研究结果为常规小口径火箭弹的制导化改造提供了一种可用的技术方案。     

导引头隔离度相位滞后对寄生回路稳定性影响研究

为了分析隔离度对制导控制系统稳定性的影响,提出了隔离度寄生回路的概念,在考虑隔离度相位滞后的基础上,建立了导引头隔离度寄生回路模型,通过对寄生回路无量纲化并采用劳斯稳定判据计算得到了寄生回路负反馈和正反馈时的稳定域,在复频域分析了不同隔离度滞后角对寄生回路稳定域的影响.仿真证明相位滞后角的增大会降低系统的稳定域,但稳定...     

基于干扰观测器的弹丸协调器电液伺服系统自适应滑模控制

针对弹丸协调器电液伺服系统中存在非匹配不确定性和参数不确定性问题,提出一种基于干扰观测器的自适应滑模控制策略。采用干扰观测器估计系统中的非匹配不确定性,通过Lyapunov稳定性理论证明干扰观测器的稳定性,并将其引入新型积分滑模切换函数的设计中,使控制器能够对非匹配不确定性提供有效补偿,提高控制精度。为了降低系统参数不确定性的影响,在滑模控制器设计中引入自适应律以保证控制器的动态性能,并对控制器的全局稳定性进行了证明。实验结果表明：采用的干扰观测器和自适应律能够准确描述系统特性;基于干扰观测器的自适应滑模控制器能够满足期望轨迹的跟踪要求,使设计的控制器在不同工况下均具有较好的动态跟踪特性和稳态精度,并具有较强的鲁棒性。